Die Filmbranche zieht um[Gesponsert]

Eine Cloud für die Videoproduktion

| Autor: Dr. Dietmar Müller

Filmproduktion ist heute voll digital. Die Open Telekom Cloud hat sich als hervorragend geeignete Plattform dafür erwiesen.
Filmproduktion ist heute voll digital. Die Open Telekom Cloud hat sich als hervorragend geeignete Plattform dafür erwiesen. (Bild: © Gorodenkoff - stock.adobe.com)

Lange ist es her, dass Filme auf Zelluloid gebannt wurden – die Filmproduktion heute ist voll digital. Produzenten nutzen die Cloud, um ihr Material zu sichern und zu schneiden. Die Open Telekom Cloud hat sich als hervorragend geeignete Plattform dafür erwiesen.

Die Filmproduktion ist eine komplexe Angelegenheit. In Film- und Fernsehstudios waren bis vor kurzem sehr viele Menschen damit zugange, Drehbücher zu entwerfen, diese zu verfilmen und den fertigen Film dann in die Kinos beziehungsweise auf die Mattscheibe zu bringen. Neue Technologien haben den „Dreh“ aber vollkommen verändert.

Filmszenen werden heute nicht mehr auf 35-mm-Film gebannt, sondern digital erfasst und auf Speichermedien abgelegt. Bis vor kurzem kamen als Storage-Lösung RAID-Plattenstapel (Redundant Array of Independent Disks) zum Einsatz. Die Laufwerke waren vergleichsweise günstig – trotzdem verursachte diese Art der Speicherung immense Kosten, denn durch neue Verfahren wie Ultra-High-Definition fallen Datenmengen in bislang unvorstellbarer Menge an.

Mit der Cloud steht heute ein neue, viel günstigere Lösung für Daten aus der Film- und Videoproduktion zur Verfügung. Angefangen beim Drehbuch über die Besetzungsliste, die jeweils zu drehenden Szenen – also das gesamte „Skript“ – sowie und vor allem die riesigen Mengen an Daten für die gedrehten Szenen werden dort abgelegt.

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Filmszenen werden in der Cloud gespeichert

Das erlaubt es beispielsweise Produzenten und Regisseuren, Nachdrehs in beliebiger Länge durchzuführen. Die Cloud kann anders als Festplatten nicht überlaufen, sie skaliert prinzipiell grenzenlos. Und das muss sie auch, denn bei den Aufnahmen im Spezialstudio entstehen locker 1,6 Terabyte an Daten pro Minute.

Für die Ablage von Media-Dateien wie eben Videoaufnahmen in der Cloud gibt es verschiedene Verfahren. Als besonders geeignet hat sich dafür u.a. der Object Storage Service (OBS – Object Based Storage) erwiesen, wie ihn die Open Telekom Cloud anbietet.

Diese Art von Speicherung ist im Vergleich zum Ablegen auf Standard-Wechselfestplatten (SAS oder SATA) sehr viel kostengünstiger, Dateien können unabhängig von virtuellen Maschinen verwaltet werden. Object Storage arbeitet nicht mit einer traditionellen Verzeichnisstruktur sondern mit so genannten Buckets, in denen Dateien als „Objekte“ in einem Key-/Value-Store- Ansatz gespeichert werden.

Die Open Telekom Cloud stellt für den Object Storage zwei verbreitete APIs (S3-kompatible OBS API und Swift von OpenStack), eine web-basierte Management-Konsole und einen Cloud Storage Web Client für Entwicklungsprojekte zur Verfügung. Der Zugriff auf Object Storage erfolgt über das REST-basierende Standard-Protokoll HTTP(S).

Auch der Schnitt findet in der Cloud statt

Die gesamte Filmproduktion findet also in der Cloud statt, was alle Beteiligten freier macht: Es ist nicht mehr nötig, dass die verschiedenen Mitwirkenden an einem Ort zusammensitzen, die Cloud macht globale Filmproduktionen möglich. Da die Daten an einem zentralen Ort abgelegt und von überall zugängig sind, kann der Freelancer in Übersee das Material schneiden, Cutter in Europa die Postproduktion übernehmen und Dienstleister in Neuseeland die Spezial-Effekte einfügen. Jeder greift immer auf das jeweils aktuelle Videomaterial zu und arbeitet einfach mit jedem zusammen.

Für den Schnitt, der oftmals länger als der „Dreh“ dauert, gibt es eine fast unüberschaubare Menge an Software. Auch Programme speziell für den Schnitt in der Cloud sind auf dem Markt, etwa von Avid oder Adobe. Sony bietet das Nachrichtenproduktionssystem Sony Media Backbone Hive ebenfalls aus der Open Telekom Cloud heraus an, genauso wie Harmonic ihre Cloud-basierte Video-Lösung.

Hive ist eine hochleistungsfähige, medienübergreifende Lösung für Produktion, Postproduktion oder Live-Berichterstattung. Statt mit aufwendigem Equipment wie Übertragungswagen, Bildmischer, Schnittpulte und Playout Server, erstellen die Cutter, Redakteure und Regisseure ihre Inhalte direkt online in der Open Telekom Cloud.

Diese Methoden setzen sich immer mehr durch, denn der Videoschnitt ist extrem rechenintensiv, so dass er von Workstations alleine nicht bewältigt werden kann. Nicht nur Speicherplatz, auch Rechenpower gibt es in der Cloud ohne Ende. „Da Filmproduktion mit hohen Rechenkapazitäten verbunden ist, sind hochleistungsfähige, flexible und skalierbare Ressourcen aus der Open Telekom Cloud eine optimale Antwort auf diese Herausforderungen“, so Ralf Hülsmann, Leiter des Cloud-Partnerbereichs bei T-Systems.

Konvertierung in der Cloud

Videos werden heutzutage auf alle möglichen Arten und in allen möglichen Formaten angesehen – auf dem Tablet, auf Smartphones, im Flieger, im Auto, an Bahnsteigen, auf Social-Media-Sites, zuhause vor dem Fernseher… dafür müssen die Daten in entsprechende Formate gebracht werden. Die Konvertierung geschieht in der Cloud, von wo aus die verschiedenen Formate dann auf die jeweiligen Endgeräte gestreamt werden.

Für das Ausspielen der Inhalte in die verschiedenen Kanäle bietet sich die Kombination mit Lösungen von Harmonic an, einem Spezialisten für Cloud-basierte Video-Übertragung. Harmonic VOS ist für die Open Telekom Cloud optimiert und offeriert ein abgestimmtes Paket von Cloud-basierten Funktionen wie Transcoding und Packaging für Video-Übertragungen. „Mithilfe der Harmonic VOS Cloud bietet Sonys Media Backbone Hive in der Open Telekom Cloud eine effiziente, cloudbasierte Methode für komplexe Arbeitsflüsse“, so Bart Spriester, Senior Vice President, Video Products, Harmonic.

Die Konvertierung von Medieninhalten ist wieder immens rechenintensiv, es werden zudem spezielle Prozessoren dafür benötigt, die GPUs (Graphics Processing Units). Seit vielen Jahren leisten sie in Rechenzentren mit ihrer massiv parallelen Architektur wertvolle Dienste. Ihre Möglichkeiten für hohe Datendurchsätze werden nicht nur für die Grafikberechnung, sondern auch zur Anwendungsbeschleunigung genutzt.

FPGAs unterstützen GPUs

GPUs arbeiten zwar bereits sehr schnell, für bestimmte Anwendungsfälle aber vergleichsweise langsam. Immer mehr geraten daher nicht zuletzt bei der Bildbearbeitung oder Videocodierung die Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) in den Fokus. Sie dienen der Hardwarebeschleunigung und kommen bei komplexen Prozessen, die besonders hohe Leistung erfordern, zur Anwendung. So beschleunigen FPGAs beispielsweise die Machine-Learning-Bilderkennung um mehr als das Zehnfache. Bei Datenanalysen steigt die Geschwindigkeit um das 50-fache im Vergleich zu normalen CPUs. Auch beim Transcodieren und Encodieren von Videodateien offerieren sie die benötigte skalierbare Rechenleistung.

GPUs können nicht dieselben Algorithmen wie FPGAs ausführen und erreichen ihre Grenzen, wenn sie für mehr als das parallele Berechnen gleicher Vorgänge eingesetzt werden. „Während GPUs aufgrund Ihrer Effizienz bei parallelisierbaren Aufgaben bereits seit Jahren im Einsatz sind und Public Cloud-Anbieter entsprechend bestückte Instanzen anbieten bzw. anbieten werden, geht der Trend nun bei den großen Technologiekonzernen hin zu spezieller Hardware für einzelne Use Cases“, erläutert der Senior Analyst Daniel Klemm von Crisp Research.

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Die Architektur von FPGAs wird nicht durch ihre Hardware, sondern durch ihre Software definiert – was sie sehr flexibel macht. Zudem ist im Gegensatz zu einer GPU die Packungsdichte der Rechenkerne auf einer Volumeneinheit deutlich höher. Bei GPUs findet man bis zu 3000 Kerne, bei FPGAs zwei Millionen.

„FPGA-Karten kann ich vorschreiben, wie sie arbeiten, in welcher Reihenfolge sie Prozesse abarbeiten sollen und damit definieren wie schnell sie arbeiten. Das macht ihre Einsatzszenarien grenzenlos“, so Max Guhl, Produktmanager bei der Telekom. „Damit entlasten FPGA-Karten ganz nebenbei die CPU, die sich anderen Aufgaben widmen kann, während FPGAs komplexe, hochspezielle Prozesse übernehmen. Selbst die Bitraten sind individuell wählbar. Damit sind Entwickler nicht mehr auf 8-, 16- oder 24-Bit-Szenarien festgelegt. 9 Bit sind mit FPGAs zum Beispiel auch kein Problem.“

Public Cloud mit FPGAs

FPGAs sind sehr teuer in der Anschaffung, nur wenige große Filmstudios können und wollen sich das leisten. Es gibt aber auch Public Cloud-Angebote, die sich direkt an Videoproduzenten richten. Die Open Telekom Cloud etwa offeriert für Anwendungen, die Bilder und Bewegtbilder verarbeiten müssen, entsprechende Lösungen.So stehen beispielsweise in der Public Cloud des Bonner Anbieters FPGAs als Hardwarebeschleunigung für das Trans- und Encodieren sowie komplexe Bildbearbeitungsprozesse bereit. Hierzu hat die Open Telekom Cloud gerade erst mit der Closed-Beta-Phase für die neuen FPGA-Flavors begonnen. Interessierte Entwickler können sich für diese Testphase bewerben. Im November endet die Closed-Beta-Phase, bis dahin sind die FPGA-Karten kostenfrei. Es entstehen lediglich Kosten für die Server, die Entwickler in der Open Telekom Cloud für ihre Zwecke buchen.

Zum Start des Angebots sind Xilinx-VU9P-Karten verfügbar. Der Flavor umfasst acht vCPUs, 88 GB RAM, eine Xilinx VU9P und CentOS 7.5 64 bit als Betriebssystem. Die neuen FPGA-Flavors sind per „Pay as you use“-Subskriptionsmodell erhältlich. Anwender zahlen nur, solange sie die Technologie auch tatsächlich nutzen.

Streaming aus der Cloud heraus

Die Open Telekom Cloud ist nicht nur für die komplette Produktion ausgelegt, sondern auch dafür, fertige Formate wie Serien, Nachrichtensendungen oder auch Spielfilme direkt aus der Cloud über das Internet zu streamen – dank vorhergehender Konvertierung stets optimiert für beliebige Endgeräte. Als Streaming-Dienste stehen in der Open Telekom Cloud Kafka, Storm, Carbon Data und Flume zur Verfügung.

Diese Plattformen offerieren fehlertolerante Publish-and-Subscribe-Pipelines mit geringer Latenz sowie hohem Throughput. Sie können Film-Streams innerhalb von Millisekunden verarbeiten und die Devices der Endkunden mit Echtzeitdaten bedienen.

Fazit

Gerade verlagert die Film- und Fernsehbranche die komplette Produktion, Post-Produktion und Play-out in die Cloud. Nur mit speziell dafür ausgelegten Angeboten wie sie die Open Telekom Cloud bietet, können auch in Zukunft Zuschauer auf der ganzen Welt mit ihren Lieblingsdarstellern mitfiebern. Und zwar egal, wo sie sich gerade befinden.

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